{"id":185,"date":"2016-05-10T06:53:19","date_gmt":"2016-05-10T06:53:19","guid":{"rendered":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/?page_id=185"},"modified":"2019-05-02T07:54:40","modified_gmt":"2019-05-02T07:54:40","slug":"el-control-de-la-deformacion-de-microherramientas-en-los-procesos-de-micromecanizado","status":"publish","type":"page","link":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/el-control-de-la-deformacion-de-microherramientas-en-los-procesos-de-micromecanizado\/","title":{"rendered":"El control de la Deformaci\u00f3n de microherramientas en los Procesos de micromecanizado"},"content":{"rendered":"<p>Proyecto en colaboraci\u00f3n entre la Universidad Polit\u00e9nica de Madrid y la Universidad de la Frontera (Chile)<\/p>\n<p><strong>Breve descripci\u00f3n del proyecto<\/strong>.<\/p>\n<p>El proyecto tiene como finalidad el control de las deformaciones de las herramientas que por su reducido tama\u00f1o sufren deformaciones que originan errores en la fabricaci\u00f3n de micropiezas. Estas deformaciones dan lugar a que las piezas a producir se obtengan con una sobredimensi\u00f3n que las aleja de su dimensi\u00f3n final. El control de estas deformaciones se va a realizar inicialmente off-line mediante el modelado y la simulaci\u00f3n del proceso y on-line mediante la actuaci\u00f3n de un sistema piezoel\u00e9ctrico y de un sistema de control num\u00e9rico que van a corregir las trayectorias y las velocidades de las herramientas.<\/p>\n<p>Las herramientas a utilizar son del tipo de fresa con di\u00e1metros de dos filos de 0,1 a 0,3 mm de diA?metro y tambi\u00e9n de herramientas de filo \u00fanico con dimensiones en la punta del mismo orden.<\/p>\n<p>De esta manera se conseguir\u00e1 un incremento de la precisi\u00f3n de los componentes fabricados y una mayor seguridad en el proceso.<\/p>\n<p><strong>Participantes de las instituciones.<\/strong><\/p>\n<p>Los participantes por parte de la Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid ser\u00edan:<\/p>\n<ul>\n<li>Antonio Viz\u00f3n Idoipe<\/li>\n<li>Juan de Juanes M\u00e1rquez Sevillano<\/li>\n<li>Jos\u00e9 R\u00edos Chueco<\/li>\n<li>Jes\u00fas Mar\u00eda P\u00e9rez Garc\u00eda<\/li>\n<li>Juan Carlos Mat\u00edas Hern\u00e1ndez<\/li>\n<li>Ram\u00f3n San Miguel Carrasco<\/li>\n<li>Javier Tena P\u00e9rez<\/li>\n<\/ul>\n<p>Por parte de la Universidad de la Frontera (UFRO) (Chile)<\/p>\n<ul>\n<li>Eduardo Ignacio Di\u00e9z Cifuentes<\/li>\n<li>Renato A. Hunter Alarc\u00f3n<\/li>\n<li>Mario Andr\u00e9s Guzm\u00e1n Villase\u00f1or<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Antecedentes del proyecto.<\/strong><\/p>\n<p>Una de las evoluciones m\u00e1s aceleradas que actualmente se est\u00e1 produciendo, es en relaci\u00f3n con la reducci\u00f3n del tama\u00f1o de las piezas individuales (micropiezas) y tambi\u00e9n con la reducci\u00f3n en las formas geom\u00e9tricas contenidas en piezas m\u00e1s grandes. Algunos de los procesos actuales basados en l\u00e1ser, electroerosi\u00f3n o por deposici\u00f3n no llegan a alcanzar la precisi\u00f3n que alcanzan los procesos de mecanizado. Por este motivo sigue siendo de gran inter\u00e9s el estudio de los procesos de micromecanizado con herramientas.<\/p>\n<p>La micropiezas con objetos que son dif\u00edciles de manipular, dado que no forman parte de una base o sustrato que permita manejarlas con facilidad. Este aspecto dificulta todav\u00eda m\u00e1s el mecanizado de micropiezas individuales.<\/p>\n<p>Aunque la identificaci\u00f3n de la deformaci\u00f3n de las herramientas viene siendo un tema que se estudia desde hace tiempo, no se ha conseguido su correcci\u00f3n en tiempo real en una mA?quina y mucho menos en el caso de microfabricaci\u00f3n.<\/p>\n<p>En algunos casos las fuerzas generadas durante el mecanizado provocan tambi\u00e9n la deformaci\u00f3n de la pieza con efectos similares.<\/p>\n<p>El control de las deformaciones de piezas flexibles es un tema menos estudiado y ha sido abordado en el marco de un proyecto AL14-PID-19, obteni\u00e9ndose resultados interesantes (art\u00edculo 1 de la siguiente lista). Esta experiencia se trata de trasladarla al control de deformaci\u00f3n de herramientas que aunque tiene ciertos aspectos comunes tiene caracter\u00edsticas propias. Con ello se asegura la viabilidad del proyecto y la continuidad de las relaciones con el equipo de la Universidad chilena.<\/p>\n<p>Por lo tanto el incremento continuo de la precisi\u00f3n y la reducci\u00f3n de tama\u00f1o de las piezas obliga a controlar la deformaci\u00f3n de las herramientas y de las piezas.<\/p>\n<p>La mejora de esta precisi\u00f3n hasta un cierto limite se puede realizar empleando procedimientos convencionales de mecanizado en base a una selecci\u00f3n adecuada de sus condiciones de mecanizado. Pero estos procedimientos penalizan apreciablemente los tiempos de producci\u00f3n y por lo tanto la eficiencia proceso ya que utilizan condiciones muy conservadoras de mecanizado. A adem\u00e1s no evitan del todo los errores consecuencia de la deformaci\u00f3n.<\/p>\n<p>La optimizaci\u00f3n de estas estrategias fuera de linea del proceso ha permitido mejorar la eficiencia, pero el modelo de mecanizado en el que se basa necesita de ser actualizado constantemente a las condiciones del proceso y a los materiales que en cada momento se est\u00e1n procesando.<\/p>\n<p>Una alternativa que puede abordarse es la de permitir la compensaci\u00f3n de las deformaciones mediante la utilizaci\u00f3n de un sistema activo que corrija la posici\u00f3n relativa de la pieza-herramienta y su velocidad seg\u00fan sea su deformaci\u00f3n. Es en esta direcci\u00f3n, en la que se va a plantear en este proyecto.<\/p>\n<p>En este sentido ya se han hecho trabajos conjuntos con la Universidad chilena y se han desarrollado modelos completos de comportamientos de la herramienta en relaci\u00f3n con los errores de alabeo. Tambi\u00e9n y en relaci\u00f3n con este tema, se han dise\u00f1ado un sistema de actuaci\u00f3n piezoelectrica que han actuado sobre el posicionamiento de la herramienta para corregir errores de alabeo inferiores a 10 I?m, a la frecuencia de rotaci\u00f3n de la herramienta.<\/p>\n<p>El proyecto que se presenta por lo tanto es una continuaci\u00f3n de la colaboraci\u00f3n entre la UPM y la UFRO (Universidad de la Frontera) para la extensi\u00f3n de los sistemas hasta ahora desarrollados a la resoluci\u00f3n de otras problem\u00e1ticas de microfabricaci\u00f3n.<\/p>\n<p>Esta colaboraci\u00f3n continuada ha dado lugar a la formaci\u00f3n de 4 doctores, profesores de la Universidad de la Frontera, y actualmente a la codirecci\u00f3n de dos tesis. Estos doctorados se han realizado en el marco de los siguientes proyectos del Plan Nacional:<\/p>\n<ul>\n<li>Desarrollo, optimizaci\u00f3n y control del proceso de microlimado. MICROLIM. (DPI2009-14535)<\/li>\n<li>Integraci\u00f3n de tecnol\u00f3gicas de microfabricaci\u00f3n y micromontaje. MICROFAB. DPI2005-08932-C02-02<\/li>\n<li>Dise\u00f1o y fabricaci\u00f3n de microcomponentes para flu\u00eddica mediante tecnolog\u00edas emergentes. MICROFLU.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Las publicaciones que han resultado de esta colaboraci\u00f3n (los miembros de la Universidad de la Frontera est\u00e1n subrayados), han sido:<\/p>\n<ol>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ol>\n<li>Diez E., Perez H., Marquez J.J., Vizan A., Feasibility study of in-process compensation of deformations in flexible milling. International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 94, 1-14, 2015. Q1.<\/li>\n<li>Hilde Perez, Eduardo Diez, Juan de Juanes Marquez, Antonio Vizan. Generic Mathematical Model for Efficient Milling Process Simulation, Mathematical Problems in Engineering, vol. 2015, article ID 875045, 10 pages. doi:10.1155\/2015\/875045. Q2.<\/li>\n<li>H. PAi??rez; E. Diez; J.J. M\u00e1rquez; A. VizA?n, An enhanced method for cutting force estimation in peripheral milling. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, DOI 10.1007\/s00170-013-5153-0. Q2.<\/li>\n<li>Diez E., Perez H., Guzman M., Vizan A., An improved methodology for the experimental evaluation of tool runout in peripheral milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Volume 65, Issue 1 (2013), Page 283-293. Q2.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n<ol>\n<li>E. Diez Cifuentes, H. P\u00e9rez Garc\u00eda, M. Guzm\u00e1n Villase\u00f1or, A. Vizan Idoipe, Dynamic analisis of runout correction in milling. International Journal of Machine Tools and Manufacture. Vol.50. pages 709-717 2010. Q1.<\/li>\n<li>H. P\u00e9rez, J. R\u00edos, E. D\u00edez, A. Viz\u00f3n, Fixture knowledge model development and implementation based on a functional design approach. Robotics and Computer Integrated Manufacturing Volume 24, Issue 2, 1 April 2008, Pages 187-199. Q2.<\/li>\n<li>H. P\u00e9rez, J. R\u00edos, E. D\u00edez, A. Viz\u00f3n, Increase of material removal rate in peripheral milling by varying feed rate. Journal of Materials Processing Technology 201 (2008) pp 486-490. Q1.<\/li>\n<li>H. P\u00e9rez, A. Viz\u00f3n, J.C. Hern\u00e1ndez, M. Guzm\u00e1n, Estimation of cutting forces in micromilling through the determination of specific cutting pressures. Journal of Materials Processing Technology 190 (2007) pp 18ai??i??22. Q1.<\/li>\n<li>R. Hunter, J. R\u00edos, J. M. P\u00e9rez, A. Viz\u00f3n, A functional approach for the formalization of the fixture design process. Intl. Journal of Machine Tools &amp; Manufacture, vol. 46, nA? 3, pp 683-697, (2006). Q1.<\/li>\n<li>Hunter R.; Viz\u00f3n A.; P\u00e9rez J.; R\u00edos J.; Knowledge model as en integral way to reuse the knowledge for fixture desing process. Journal of materials processing Technology, Vol. 164, May 2005, P. 1510-1518. Q1.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Tambi\u00e9n se ha presentado ponencias conjuntas en m\u00e1s de 20 congresos internacionales.<\/p>\n<p><strong>Objetivos del proyecto.<\/strong><\/p>\n<p>Los objetivos del proyecto son:<\/p>\n<ol>\n<li>Desarrollo de un modelo de mecanizado para microfresas considerando su deformaci\u00f3n. Con este modelo es posible simular el proceso y optimizar fuera de l\u00ednea las condiciones de mecanizado en orden de mejorar la precisi\u00f3n de las piezas fabricadas.<\/li>\n<\/ol>\n<p>2: Desarrollo y construcci\u00f3n de un sistema de control de deformaciones producidas durante el mecanizado. Con ello se pretende en tiempo real actuar sobre la m\u00e1quina para corregir parcialmente las deformaciones y mejorar la precisi\u00f3n de la piezas.<\/p>\n<p><strong>Actividades previstas.<\/strong><\/p>\n<p>Las actividades m\u00e1s importantes a realizar se van a dirigir hacia el desarrollo de un modelo de mecanizado que considere la deformaci\u00f3n que se produce en la herramienta durante el mecanizado y el desarrollo de un sistema que permita controlar esta deformaci\u00f3n.<\/p>\n<p>Para ello se parte de los desarrollos ya realizados en los que se consideraba la deformaci\u00f3n de la pieza y que suponen un buen punto de partida para el presente proyecto.<\/p>\n<p>Por lo tanto las actividades principales a desarrollar, ser\u00e1n:<\/p>\n<p>Actividad 1: Desarrollo de un modelo de mecanizado considerando la deformaci\u00f3n de la herramienta.<\/p>\n<p>Actividad 2: Desarrollo y construcci\u00f3n de un sistema de control de la deformaci\u00f3n de la herramienta.<\/p>\n<p>Actividad 3: Elaboraci\u00f3n de publicaciones con los resultados del proyecto.<\/p>\n<p>La actividad 1 tiene como finalidad desarrollar un modelo donde se incorpore la deformaci\u00f3n de la pieza. Las fuerzas desarrolladas durante el mecanizado deforman la pieza dando lugar a una variaci\u00f3n en el ancho de corte. En el caso de las microfresas adem\u00e1s se produce un incremento de las tensiones en la herramienta que con frecuencia provocan la rotura de las mismas. Este problema se ve agravado por la existencia de errores de alabeo que provocan incrementos importantes de las fuerzas de corte muy superiores a las estimadas con el correspondiente efecto negativo que se acaba de indicar.<\/p>\n<p>A partir del modelo a desarrollar se podr\u00e1 simular el efecto que para una determinada herramienta y material de la pieza, se tendr\u00e1 en relaci\u00f3n con la precisi\u00f3n del mecanizado y la solicitaci\u00f3n de la herramienta.<\/p>\n<p>Estos trabajos se van a realizar fundamentalmente en la UPM con la colaboraci\u00f3n de la Universidad de la Frontera.<\/p>\n<p>La actividad 2 se dedica al dise\u00f1o y construcci\u00f3n de un sistema de control de la deformaci\u00f3n de la herramienta y de sus consecuencias. En este sentido se realizar\u00e1n dos actuaciones paralelas: el desarrollo de un actuador piezoel\u00e9ctrico que desplace incrementalmente la pieza para variar el ancho de corte o el desarrollo de un control adaptativo que act\u00fae sobre la velocidad de avance de la herramienta.<\/p>\n<p>La actuaci\u00f3n de ambos sistemas se basar\u00e1 en el modelo desarrollado en la actividad anterior.<\/p>\n<p>Esta actividad se realizar\u00e1 en la UPM y en la UFRO ya que se desarrollar\u00e1n dos sistemas.<\/p>\n<p>La actividad 3 se dedicar\u00e1 a la elaboraci\u00f3n de publicaciones asociadas a los resultados obtenidos. Se espera realizar un art\u00edculo en una revista JCR.<\/p>\n<p>Esta actividad se realizar\u00e1 en la UPM y en la UFRO.<\/p>\n<p><strong>Cronograma trabajo a\u00f1o 2016:<\/strong><\/p>\n<p>Enero- Septiembre:<\/p>\n<p>-Tarea 1. Desarrollo del modelo de mecanizado con piezas deformables.<\/p>\n<p>-Tarea 2. Ensayos de validaci\u00f3n del modelo.<\/p>\n<p>Abril-Noviembre:<\/p>\n<p>-Tarea 3. Desarrollo del sistema de control activo de la deformaci\u00f3n de la herramienta.<\/p>\n<p>Septiembre-Noviembre:<\/p>\n<p>-Tarea 4. Elaboraci\u00f3n de ponencias de congreso (previsto y ajustable a la convocatoria del congreso).<\/p>\n<p>Noviembre-Diciembre:<\/p>\n<p>-Tarea 5. Elaboraci\u00f3n del art\u00edculo.<\/p>\n<p><strong>Resultados esperados.<\/strong><\/p>\n<p>Los resultados del proyecto ser\u00edan:<\/p>\n<p>Desde el punto de vista cient\u00edfico:<\/p>\n<ol>\n<li>El desarrollo de sistema f\u00edsico de control de las deformaciones de herramienta que se producen en las piezas durante el mecanizado.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Y desde el punto de vista de la difusi\u00f3n de los resultados:<\/p>\n<ol start=\"2\">\n<li>Elaboraci\u00f3n de un art\u00edculo JCR y la participaci\u00f3n en dos congresos<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Proyecto en colaboraci\u00f3n entre la Universidad Polit\u00e9nica de Madrid y la Universidad de la Frontera (Chile) Breve descripci\u00f3n del proyecto. 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Estas deformaciones dan lugar a que las piezas a producir se obtengan con una sobredimensiA?n que las aleja de su dimensiA?n final. 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El control de estas deformaciones se va a realizar inicialmente off-line mediante el modelado y la simulaciA?n del proceso y on-line mediante la actuaciA?n de un sistema piezoelAi??ctrico y de un sistema de control numAi??rico que van a corregir las trayectorias y las velocidades de las herramientas.","breadcrumb":{"@id":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/el-control-de-la-deformacion-de-microherramientas-en-los-procesos-de-micromecanizado\/#breadcrumb"},"inLanguage":"es","potentialAction":[{"@type":"ReadAction","target":["http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/el-control-de-la-deformacion-de-microherramientas-en-los-procesos-de-micromecanizado\/"]}]},{"@type":"BreadcrumbList","@id":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/el-control-de-la-deformacion-de-microherramientas-en-los-procesos-de-micromecanizado\/#breadcrumb","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"name":"Portada","item":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/"},{"@type":"ListItem","position":2,"name":"El control de la Deformaci\u00f3n de microherramientas en los Procesos de micromecanizado"}]},{"@type":"WebSite","@id":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/#website","url":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/","name":"Departamento Ingenieria Mec\u00e1nica UPM","description":"Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid","publisher":{"@id":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/#organization"},"potentialAction":[{"@type":"SearchAction","target":{"@type":"EntryPoint","urlTemplate":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/?s={search_term_string}"},"query-input":"required name=search_term_string"}],"inLanguage":"es"},{"@type":"Organization","@id":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/#organization","name":"Departamento Ingenieria Mec\u00e1nica UPM","url":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/","logo":{"@type":"ImageObject","inLanguage":"es","@id":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/#\/schema\/logo\/image\/","url":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/wp-content\/uploads\/2016\/05\/cropped-dimec_logo.png","contentUrl":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/wp-content\/uploads\/2016\/05\/cropped-dimec_logo.png","width":173,"height":90,"caption":"Departamento Ingenieria Mec\u00e1nica UPM"},"image":{"@id":"https:\/\/dimec.etsii.upm.es\/#\/schema\/logo\/image\/"}}]}},"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/185"}],"collection":[{"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=185"}],"version-history":[{"count":2,"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/185\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":19831,"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/185\/revisions\/19831"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/dimec.etsii.upm.es\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=185"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}